一种超疏水耐磨TPU薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及tpu制品及其制备技术领域，应用于汽车，特别是涉及一种超疏水耐磨tpu薄膜及其制备方法。

背景技术：

热塑性聚氨酯（tpu）是由二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合二次的线性高分子材料，由于其优异的耐磨性能，常应用于汽车塑料中，包括车漆、汽车座椅、天窗、隔音降噪材料等。

然而tpu材料耐水性能较差，在实际使用过程中，汽车由于大部分时间处于暴露的环境中，这会导致tpu无法避免地到环境影响，继而严重影响tpu材料使用时的性能以及寿命。故需要一种新的耐磨疏水材料从而解决上述技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种超疏水耐磨tpu薄膜及其制备方法，在tpu熔融共混制备过程中，通过引入超疏水性纳米材料，克服原有缺陷，提升tpu高分子材料的综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超疏水耐磨tpu薄膜，包括以下质量份的原料：超疏水纳米二氧化硅6-10份、阻燃剂0.1-0.2份、交联剂0.4-0.6份、抗氧化剂0.5-1.6份、热塑性聚氨酯tpu粒子70-82份和聚醚多元醇12-18份。

进一步的，所述阻燃剂为甲基磷酸二甲酯；所述交联剂为对苯二酚二羟乙基醚；所述抗氧化剂为抗氧剂tnp。

一种超疏水耐磨tpu薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤一：聚多巴胺-纳米二氧化硅制备，取一定量的的纳米二氧化硅粉末sio2真空干燥，随后超声分散在三羟甲基溴化甲烷tris-hcl缓冲液中，加入多巴胺盐酸盐，室温搅拌反应4-6h，得到聚多巴胺-纳米二氧化硅pda-sio2，乙醇水溶液清洗掉多余的多巴胺，真空干燥，备用；

步骤二：超疏水纳米二氧化硅制备：取干燥后的聚多巴胺-纳米二氧化硅粉末，超声分散在乙醇水溶液中，加入疏水性有机物，室温搅拌反应6-10h，离心，乙醇水溶液清洗，真空干燥，得到超疏水纳米二氧化硅，备用；

步骤三：超疏水性tpu熔融共混：将超疏水纳米二氧化硅、tpu粒子真空干燥，按照一定比例加入到转矩流变仪，加入一定量的聚醚多元醇、阻燃剂、抗氧化剂，交联剂，进行熔融共混，所得到的超疏水性tpu样品在平板硫化机中压制标准样条，待测。

进一步的，所述步骤一中所述的纳米二氧化硅粉末sio2的粒径为25-35nm；所述的三羟甲基溴化甲烷tris-hcl缓冲液的ph=8.5；所述的多巴胺自聚反应温度为20℃-30℃。

进一步的，所述步骤二中所述的疏水性有机物为十八胺、硅氧基硅烷或氯硅烷其中的一种；所述室温搅拌反应温度为20℃-30℃。

进一步的，所述步骤三中的tpu分子量为23000-33000。

进一步的，所述步骤三中的聚醚多元醇数均分子量mn为1500-2000，聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇或聚四氢呋喃二醇的一种或两种的组合。

进一步的，所述步骤三中的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯；所述抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂tnp其中的一种；所述交联剂为1-4-丁二醇、对苯二酚二羟乙基醚或间苯二酚二羟乙基醚其中的一种。

进一步的，所述步骤三中的转矩流变仪的工艺参数为：温度175℃-185℃，转速50-65r/min，熔融共混时间8-12min。

进一步的，所述步骤三中的平板硫化仪的工艺参数为：温度175℃-185℃，时间5-7min,压力8-12mpa。

本发明的有益效果是：利用多巴胺自聚成膜，以纳米二氧化硅为基体，引入疏水性有机物，制备出具有超疏水性能tpu材料，该制备工艺简单，制备出的tpu材料可用于汽车薄膜，具有较好疏水、耐磨、耐老化性能，提升了tpu薄膜的升值空间，同时节约了资源，又保护了环境。

附图说明

图1为本发明的超疏水耐磨tpu薄膜制备流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例，一种超疏水耐磨tpu及其制备方法，如图1所示，所述的tpu高分子材料由以下质量份的原料组成：超疏水纳米二氧化硅8份、阻燃剂0.2份、交联剂0.6份、抗氧化剂1.2份、热塑性聚氨酯（tpu）粒子72份、聚醚多元醇18份。所述阻燃剂为甲基磷酸二甲酯，起到阻燃、抗紫外老化功能，所述交联剂为对苯二酚二羟乙基醚，所述抗氧化剂为抗氧剂tnp，所述超疏水耐磨tpu高分子材料的具体制备过程为：

步骤一：聚多巴胺-纳米二氧化硅制备：取质量份8份的纳米二氧化硅粉末（sio2）真空干燥，随后超声分散在三羟甲基溴化甲烷（tris-hcl）缓冲液（ph=8.5）中，加入多巴胺盐酸盐，室温搅拌反应4h，得到聚多巴胺-纳米二氧化硅（pda-sio2），乙醇水溶液清洗掉多余的多巴胺，真空干燥，备用；

步骤二：超疏水纳米二氧化硅制备：取干燥后的聚多巴胺-纳米二氧化硅粉末，超声分散在乙醇水溶液中，加入疏水性有机物，室温搅拌反应6h，离心，乙醇水溶液清洗，真空干燥，得到超疏水纳米二氧化硅，备用。

步骤三：超疏水性tpu熔融共混：将超疏水纳米二氧化硅、tpu粒子真空干燥，按照质量份1:9的比例加入到转矩流变仪，加入上述比例的聚醚多元醇、阻燃剂、抗氧化剂，交联剂，进行熔融共混，所得到的超疏水性tpu样品在平板硫化机中压制标准样条，待测。

优选的，步骤一所述的纳米二氧化硅粉末（sio2），粒径为25-35nm。

优选的，步骤二所述的疏水性有机物为十八胺，与多巴胺反应生成含烷基的疏水性物质。

优选的，步骤三中所述的tpu分子量为33000。

优选的，步骤三中所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇，数均分子量mn为2000。

优选的，步骤三中所述的转矩流变仪的工艺参数为：温度180℃，转速60r/min，熔融共混时间10min。

优选的，步骤三中所述的平板硫化仪的工艺参数为：温度180℃，时间5min,压力10mpa。

本发明的技术原理是：采用多巴胺改性技术，通过多巴胺的氧化自聚反应，在纳米二氧化硅表面构建pda复合层，然后利用pda表面的邻苯二酚活性基团，引入疏水性有机物，制备出超疏水性纳米二氧化硅，随后与tpu熔融共混，制得超疏水耐磨tpu高分子材料。

该制备工艺简单，制备出的tpu材料可用于汽车薄膜，具有较好疏水、耐磨、耐老化性能，提升了tpu薄膜的升值空间，同时节约了资源，又保护了环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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